四面火災(zāi)下方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火性能研究.pdf

1、方鋼管鋼骨混凝土集合了鋼管混凝土和鋼骨混凝土的優(yōu)點(diǎn)，由于此結(jié)構(gòu)承載力大、抗震性能好等諸多優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)在現(xiàn)代社會(huì)工程上的高層、超高層建筑開始得到逐漸的應(yīng)用，其在常溫下的力學(xué)性能已經(jīng)得到了國(guó)內(nèi)一些學(xué)者和高校的研究，并且取得了相應(yīng)的學(xué)術(shù)成果。然而，對(duì)于方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火性能研究甚少，尚未見任何試驗(yàn)報(bào)道，屬于空白階段，對(duì)此類結(jié)構(gòu)的應(yīng)用存在一定的安全隱患。本文將通過有限元方法對(duì)方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火性能進(jìn)行研究，找出影響其耐火性能的因素，同

2、時(shí)利用數(shù)學(xué)軟件ORIGIN7.O回歸得到承載力影響系數(shù)，為具有此種結(jié)構(gòu)的實(shí)際工程遇到火災(zāi)時(shí)提供參考依據(jù)。
　　本文首先對(duì)于混凝土和結(jié)構(gòu)鋼的熱工參數(shù)與高溫下力學(xué)性能進(jìn)行總結(jié)，進(jìn)行了比較，選定材料的熱工參數(shù)后，運(yùn)用大型非線性有限元分析軟件ABAQUS建立三維模型后，對(duì)已有試驗(yàn)的方鋼管混凝土柱、方鋼骨混凝土柱分別在其試驗(yàn)升溫曲線下進(jìn)行溫度場(chǎng)模擬，并將有限元分析結(jié)果與已有試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比，模擬結(jié)果很好的吻合了試驗(yàn)曲線，證明了此種方法的可靠性

3、。在此基礎(chǔ)上分析了四面火災(zāi)下方鋼管鋼骨混凝土柱截面溫度場(chǎng)模擬，同時(shí)總結(jié)了其分布特點(diǎn)和影響因素。
　　得到溫度場(chǎng)分布后，將其結(jié)果然導(dǎo)入力學(xué)分析模塊，可以進(jìn)行耐火性能分析。同樣先對(duì)已有試驗(yàn)數(shù)據(jù)的方鋼管混凝土柱、方鋼骨混凝土柱的耐火極限進(jìn)行模擬，得到吻合結(jié)果后。進(jìn)行四面火災(zāi)下方鋼管鋼骨混凝土柱耐火極限的分析，根據(jù)工程常用范圍，進(jìn)行了影響方鋼管鋼骨混凝土柱的耐火極限參數(shù)分析，同時(shí)回歸得到了四面火災(zāi)下的承載力影響系數(shù)，以供該種結(jié)構(gòu)耐火設(shè)計(jì)和

4、制定修訂相關(guān)設(shè)計(jì)規(guī)范與規(guī)程參考。
　　本文結(jié)論如下：(1)四面火災(zāi)下，主要影響方鋼管鋼骨混凝土柱截面溫度場(chǎng)分布的因素為升溫時(shí)間、截面邊長(zhǎng)以及保護(hù)層，含鋼率對(duì)截面溫度場(chǎng)的分布可以忽略。改變溫度場(chǎng)的分布是對(duì)于其承載力的有很關(guān)鍵的影響。(2)四面火災(zāi)下，主要影響方鋼管鋼骨混凝土耐火極限的有荷載比、截面邊長(zhǎng)、長(zhǎng)細(xì)比、鋼骨保護(hù)層厚度，而材料強(qiáng)度、含鋼率、荷載偏心率對(duì)于耐火極限的影響可以忽略。承載力影響系數(shù)的公式可以方便此種結(jié)構(gòu)的承載力設(shè)計(jì)。